高考物理解题方法讲与练11“杆+导轨”模型问题含解析.doc
-
资源ID:740948
资源大小:45.50KB
全文页数:4页
- 资源格式: DOC
下载积分:2金币
快捷下载
会员登录下载
微信登录下载
三方登录下载:
微信扫一扫登录
友情提示
2、PDF文件下载后,可能会被浏览器默认打开,此种情况可以点击浏览器菜单,保存网页到桌面,就可以正常下载了。
3、本站不支持迅雷下载,请使用电脑自带的IE浏览器,或者360浏览器、谷歌浏览器下载即可。
4、本站资源下载后的文档和图纸-无水印,预览文档经过压缩,下载后原文更清晰。
5、试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓。
|
高考物理解题方法讲与练11“杆+导轨”模型问题含解析.doc
1 / 4【2019【2019 最新最新】精选高考物理解题方法讲与练精选高考物理解题方法讲与练 11“11“杆导轨杆导轨” 模型问题含解析模型问题含解析李仕才 专题十一:“杆导轨”模型问题 1 “杆导轨”模型的特点 “杆导轨”模型类试题命题的“基本元素”:导轨、金属棒、 磁场具有如下的变化特点: (1)对于导轨: 导轨的形状:常见导轨的形状为 U 形,还可以为圆形、三角形等;导轨的闭合性:导轨本身可以不闭合,也可以闭合; 导轨电阻:电阻不计、均匀分布或部分有电阻、串联外电阻; 导轨的放置:水平、竖直、倾斜放置等(2)对于金属棒:金属棒的受力情况:受安培力以外的拉力、阻力或仅受安培力;金属棒的运动状态:静止或运动;金属棒的运动状态:匀速运动、匀变速运动、非匀变速直线运动或转动;金属棒切割磁感线状况:整体切割磁感线或部分切割磁感线;金属棒与导轨的连接:金属棒可整体或部分接入电路,即金属棒的有效长度问题(3)对于磁场:磁场的状态:磁场可以是稳定不变的,也可以是均匀变化或非均匀变化的;磁场的分布:有界或无界2解决“杆导轨”模型问题的思路首先要选取金属棒为研究对象,分析棒的受力情况,分清变力2 / 4和不变力,特别注意由于金属棒速度变化引起的感应电动势、感应电流、安培力的变化情况,然后根据牛顿第二定律分析金属棒的加速度和速度的变化情况,如果要求棒的最终运动情况,则应依据平衡条件或牛顿第二定律列方程3两种类型(1)电磁感应中不受恒定外力的“杆导轨”模型:例 1.如图所示,两根相同的劲度系数为 k 的金属轻弹簧用两根等长的绝缘线悬挂在水平天花板上,弹簧的上端通过导线与阻值为R 的电阻相连,弹簧的下端接一质量为 m、长度为 L、电阻为 r 的金属棒,金属棒始终处于宽度为 d 的垂直纸面向里磁感应强度为 B 的匀强磁场中,开始时弹簧处于原长,金属棒从静止释放,其下降高度为 h 时达到了最大速度已知弹簧始终在弹性限度内,且当弹簧的形变量为 x 时,它的弹性势能为 kx2,不计空气阻力和其他电阻,求:(1)金属棒的最大速度是多少?(2)这一过程中 R 消耗的电能是多少?解析 (1)当金属棒有最大速度时,加速度为零,金属棒受向上的弹力、安培力和向下的重力作用,有2khBIdmgIBdvmax Rrvmax.3 / 4(2)据能量关系得 mgh2×mvE 电 又有 R、r 共消耗了总电能,ERErE 电 整理得 R 消耗的电能为 ERE 电 .答案 (1)mg2khRr B2d2(2)R Rrmghkh2mmg2kh2Rr2 2B4d4(2)电磁感应中受恒定外力的“杆导轨”模型:例 2.如图所示,质量为 M 的导体棒 ab,垂直放在相距为 l 的平行光滑金属导轨上,导轨平面与水平面的夹角为 ,并处于磁感应强度大小为 B、方向垂直于导轨平面向上的匀强磁场中,左侧是水平放置、间距为 d 的平行金属板,R 和 Rx 分别表示定值电阻和滑动变阻器的阻值,不计其他电阻(1)调节 RxR,释放导体棒,当棒沿导轨匀速下滑时,求通过棒的电流 I 及棒的速率 v.(2)改变 Rx,待棒沿导轨再次匀速下滑后,将质量为 m,带电荷量为q 的微粒水平射入金属板间,若它能匀速通过,求此时的 Rx.解析 (1)导体棒匀速下滑时,MgsinBIlI设导体棒产生的感应电动势为 E0E0Blv由闭合电路欧姆定律得:I联立,得 v4 / 4(2)改变 Rx,由式可知电流不变,设带电微粒在金属板间匀速通过时,板间电压为 U,电场强度大小为 EUIRxEmgqE联立,得 Rx.答案 (1) (2)mldB Mqsin